加强骨转换生化标志物的检测和临床应用

万方数据
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３．ＰＩＮＰ和Ｉ型原胶原Ｃ端前肽（ＰＩＣＰ）
骨基质９８％为Ｉ型胶原，在成骨细胞合成时，首先合成的是
原胶原。在原胶原的Ｎ端和Ｃ端各有一延长肽，称为前肽。当合成的原胶原以整分子从成骨细胞分泌到胞 外介质时，分子两端的前肽分别被Ｎ端和Ｃ端蛋白酶切除，并大部分进入血液循环。成骨细胞的活性增强， 原胶原合成就增多，因此ＰＩＣＰ或ＰＩＮＰ在理论上是骨形成的良好指标，但实际应用于临床，认为ＰＩＣＰ敏感 性较差，血清ＰＩＣＰ水平与骨组织学上的骨形成相关性也较弱，但ＰＩＮＰ则是较敏感的骨形成标志物。 （二）骨吸收标志物在骨吸收标志物中，可先行开展来自骨Ｉ型胶原的重要降解产物：吡啶交联物如吡 啶啉（ＰＹＤ）和脱氧吡啶啉（ＤＰＤ）；Ｉ型胶原末端肽如Ｉ型胶原交联Ｎ末端肽（ＮＴＸ）和Ｉ型胶原交联Ｃ末 端肽（ＣＴＸ），其中ＤＰＤ、ＣＴＸ和ＮＴＸ是推荐项目。 １．Ｉ型胶原降解产物Ｉ型胶原占骨骼有机物总量的９８％，末端肽是成熟胶原分子在其氨基端（Ｎ端） 和羧基端（Ｃ端）呈非螺旋的３条较短的肽链结构。在胶原分子形成胶原纤维时，在毗邻的２个胶原分子的 Ｎ末端肽或Ｃ末端肽处，其中的１条肽链上的羟赖氨酸残基与另一毗邻的胶原分子的螺旋部分上（９３０位或 ８７位）的羧赖氨酸残基或赖氨酸残基共价相连，形成２价交联物，该交联物再与另一毗邻胶原分子末端肽形 成３价交联结构，称为胶原３一羟吡啶交联物。该交联物视螺旋部分交联住点上的氨基酸而命名，是羟赖氨酸 残基称ＰＹＤ；是赖氨酸残基称ＤＰＤ，常常在骨吸收时胶原降解后被释放出来。ＰＹＤ存在于骨、软骨、韧带和 血管壁中；ＤＰＤ只存在于骨和牙齿中，所以作为骨吸收标志物，ＤＰＤ较ＰＹＤ更特异。尿中ＤＰＤ和ＰＹＤ游 离型约占总吡啶交联物的４０％，而结合型约占６０％，游离型可应用免疫法直接测定（ｐｙｒｉｌｉｎｋｓ—Ｄ）。 ２．Ｉ型胶原末端肽其是很好的骨吸收标志物，可采用ＥＬＩＳＡ法对血、尿标本中的末端肽进行测定。 ＮＴＸ含仅２（１）的Ｎ端肽序列ＱＹＤＧＫＧＶＧ（Ｋ代表３价的吡啶交联物），是破骨细胞降解骨Ｉ型胶原的直接 产物，由于仅２（１）链主要在骨胶原中，所以该法特异性较高。而ＣＴＸ的肽链结构均为ａ１（１）型，为所有组织 中的１型胶原所共有，来自Ｉ型胶原的ＣＴＸ称ＣＴｘ．１（“Ｃｒｏｓｓｌａｐ”），来自基质金属蛋白酶的ＣＴＸ（ＣＴｘ－ ＭＭＰ）称ＩＣＴＰ，作为骨吸收标志物，ＮＴＸ特异性似稍好于ＣＴＸ。 ３．非胶原蛋白 一些非胶原蛋白如抗酒石酸酸性磷酸酶、骨涎蛋白等已应用于临床，但尚需积累更多的 资料，以了解其临床应用价值。尿钙测定虽可反映骨吸收状况，但影响尿钙含量的因素很多，作为骨吸收标 志物缺乏特异性，除非在特别高的骨转换时，尿钙水平才具有临床意义。尿羟脯氨酸是最早被广泛应用的骨 吸收标志物，但影响因素多，作为骨吸收标志物也缺乏特异性，已逐渐被淘汰。 二、认真做好分析前的质控，建立符合临床要求的参考范围 临床和检验工作者应了解分析前生物学变异对骨转换标志物测定的影响，如年龄因素，儿童因处于生长发 育期，骨转换标志物为成年人的２～１０倍；在骨折愈合的最初４周，骨形成和骨吸收标志物可增加２０％～５０％， 持续时间可达６个月～１年；卧床休息可导致骨吸收标志物快速增加，仅卧床２天，ｎ∞和ＤＰＤ就有明显增加， １周后可增加４０％，而骨形成标志物不受影响；性别、种族、怀孕、药物、肝肾功能状态等都属不可控变异源，在分 析测定的结果时应加以注意。可控生物学变异源应通过规范操作加以控制，如多数骨转换标志物的排泌都有 明显的昼夜节律，峰值出现在早晨，低谷在下午或夜间，变动幅度为１５％～５０％；天与天之间的变异为１３％～ ３５％；月经周期的影响可使其变异１０％～２０％；运动影响某些标志物变异１５％～４０％；季节影响使＆蛆Ｐ产生 １２％的变异。其中昼夜节律较其他变异源影响更为显著，因此样本的采集应规范化，一般推荐在早晨空腹时采 血或留尿。分析中和分析后变异诸因素，应通过检测技术的标准化和规范加以控制。
瘤患者的精细胞ＡＬＰ，属组织特异碱性磷酸酶，位于２号染色体的基因编码，其特点系严格地限制在组织内
表达。临床上在评价成骨细胞活动状况及骨形成时，ＴＡＬＰ缺少敏感性和特异性，但ＴＡＩＪ常规检测方法 精度高，在Ｐａｉｇｅｔ’ｓ病，骨代谢呈高转换状态时，ＴＡＬＰ升高明显，且大多来自骨组织，所以测定ＴＡＬＰ就可 监测其骨代谢状态，不必再测ＢＡＬＰ，如ＴＡＬＰ下降２５％以上，已提示有临床意义。ＴＡＬＰ增高要注意由矿 化障碍性疾病如骨软化症和肝脏疾病引起的ＡＬＰ升高。～测定ＢＡＬＰ来评价成骨细胞活动状况及骨形成则 更具特异性。近年来已较多地采用单克隆抗体、酶标技术来检测ＢＡＬＰ，方法灵敏、特异、精确，操作简便。 但来源于肝脏的ＡＬＰ和ＢＡＬＰ间仍有１５％～２０％的交叉反应。在骨质疏松症、早期原发性甲状旁腺功能 亢进、骨转移早期，仅有轻、中度的骨转换，此时测ＢＡＬＰ则更适用。近期有研究发现，骨质疏松患者血 ＢＡＬＰ水平可能与主动脉钙化相关。 ２．血清ＢＧＰ其是表示成骨细胞功能和骨形成的敏感和特异标志物。是由成熟成骨细胞分泌的一种 特异非胶原骨基质蛋白，齿母细胞也可合成，血小板、骨髓巨核细胞中已测定到ＢＧＰ的ｍＲＮＡ，但不能测出 ＢＧＰ的蛋白，因此在血清（浆）中含量微不足道。ＢＧＰ由４９个氨基酸组成，有３个谷氨酸羧基化。Ｂ（、Ｐ是骨 基质矿化的必需物质，成骨细胞合成ＢＧＰ依赖于１，２５（ＯＨ）ｚ Ｄ３的存在，其３个谷氨酸残基的羧基化要求维 生素Ｋ的参与，只有羧基化的Ｂ（译才具有与钙和矿物质结合的能力。目前已能将血液中的羧基化和未羧 基化的ＢＧＰ区别开来，也成为维生素Ｋ缺乏与否的营养指标。血清中ＢＧＰ快速降解，１／３为完整ＢＧＰ，１／３ 为Ｎ端１～４１片段，余下１／３为其他小片段，迅速被肾脏清除，肾小球滤过率＜３０ｍｌ／ｍｉｎ，血ＢＧＰ增高。在 骨吸收溶解时，沉积在骨质中的ＢＧＰ片段如游离的’ｙ－羧基谷氨酸就会游离出来，这类多肽在血中含量升高， 则表示骨吸收的变化。老年人非羧基化的ＢＧＰ部分升高，即使总ＢＧＰ水平正常，同样表示骨矿化障碍而易 于骨折。ＢＧＰ是评价骨质疏松妇女骨转换率的一个有用指标，也是检测骨质疏松症药物疗效的一个重要指 标。近年在测定ＢＧＰ完整分子的同时发展了Ｎ端一中段ＢＧＰ的测定方法，避免了因标本放置过久、完整 分子免疫活性下降而致测定结果减低的误差。
建立符合临床要求的国人正常参考范围在当前尤为重要。按骨组织的生长和发育规律，骨转换标志物 正常参考范围应选大样本（１５０～２００人）、３０～４０岁间健康绝经前妇女，并且双能Ｘ线骨密度检测椎体和髋
部骨密度正常。男性可参考此年龄范围或放宽至５０岁，目前仅有少数报道其正常参考范围的样本数较大 外，大多样本数较小。正常参考范围的地域和种族差异亦应尽快建立。 三、加强与临床交流和沟通，扩展和提高临床应用范围 骨转换生化标志物是研究骨代谢疾病极有价值的指标，提供了骨代谢的动力学信息，目前已广泛应用于 骨丢失速率的评估、骨折危险的预测、疾病控制和药物疗效的监测和评估，包括骨组织和非骨组织疾病，但国 内检测和临床应用相对滞后，极需加强与临床的交流和沟通，扩展和提高临床应用范围。
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・述评・
加强骨转换生化标志物的检测和临床应用
（２００（）４０上海） 复旦大学附属华东医院骨质疏松防治研究中心实验室
朱汉民
骨转换生化标志物又称骨代谢标志物、骨转换标志物、骨重建骨生化标志物，简称骨标志物，近２０年来 发展迅速，许多新一代更特异和敏感的骨转换生化标志物临床应用日趋广泛。骨转换生化标志物反映的是 骨转换的总体速率，代表了全身骨骼的动态状况，许多非骨骼性疾病也会影响骨代谢而改变骨转换的速率， 这些标志物已成为诊断代谢性骨病、评估抗骨吸收和促骨形成药物疗效的重要指标，对骨折危险性的预测能 提供有用信息，也应用于某些非骨骼性疾病的病情监测和疗效评估。随着人口日益老龄化和高龄化，代谢 性骨病如骨质疏松症已成为重要的卫生问题，骨转换生化标志物的检测已被广泛重视，国外已有三个临床 应用指南公布，但国内在这一方面的研究和应用相对滞后。 一、优先开展功能标志较明确和检测技术成熟的项目 新一代的血、尿骨转换生化标志物可分为骨形成 和骨吸收二类标志物，一定程度上直接反映了骨吸收和骨形成的能力，即骨转换直接指标，其中有些项目已 在临床广泛应用，但应注意并非所有这些标志物只存在于骨组织，它也受到非骨组织的影响。 （一）骨形成标志物欧洲学术界先行推荐开展的骨形成标志物是骨碱性磷酸酶（ＢＡＬＰ）、血清骨钙素 （ＢＧＰ）和Ｉ型原胶原Ｎ端前肽（ＰＩＮＰ），目前检测技术已较成熟，可供临床应用。 １．骨碱性磷酸酶其是重要的成骨功能指标，是通过葡萄糖基磷脂酰肌醇连接在成骨细胞膜表面的胞 外酶，部分释放入血液循环，是骨组织矿化的主要调节因子，水解焦磷酸盐，提供无机磷，是合成骨矿化物质 羟磷灰石的必需物质。血清中ＢＡＬＰ有Ｂ１、Ｂ２和Ｂ１ｘ三个异构体，ＢＡＬＰ总活性在小梁骨处（Ｂ１＋Ｂ２）高 于皮质骨，皮质骨中Ｂ１活性较高，小梁骨中Ｂ２活性较高。人血清中的ＢＡＬＰ和来自肝脏的碱性磷酸酶 （ＡＩＪ）约占血清总碱性磷酸酶（ＴＡＬＰ）的９５％，正常成年人血清ＴＡＬＰ中骨型和肝型约各占总量一半，属 非组织特异碱性磷酸酶，位于１号染色体的基因编码。还有一部分来自肠道的、孕妇胎盘的ＡＬＰ，精原细胞
收稿日期：２（）０７—１２—２０
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